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1990年代に始まったHuman Genome Projectは、 ホモサピエンス 「私たちの種のDNA全体の地図を描くことに成功しました。それは、世界中の遺伝学研究および遺伝学検査サービスにとって極めて重要な、ヒトDNAの精巧に洗練されたコレクションであるヒト参照ゲノムを作り出しました。それが科学界にとってそうであったように不可欠である、ジョンズホプキンス大学の2人の研究者は参照ゲノムが1つか2つ - 正確には296,485,284塩基対のDNA - を欠いていることを発見した。
参照ゲノムは、比較の基礎として使用されるヒト遺伝物質の必須地図です。私たちが健康、家族歴、そして将来の病気の危険性についての洞察のために私たち自身のDNAを配列決定するとき、私たちはその配列をたくさんの小さな断片に切り刻み、その長さを参照ゲノムと比較し、異なる領域を探します。これに関する根本的な問題について、科学者たちは最近の論文に次のように書いています。 自然遺伝学 つまり、参照ゲノムは主に一人の人物に基づいているということです。今日生きている77億人の人々の間の無数の遺伝的差異を考えると、それは明らかに理想的ではありません。
コンピュータサイエンスおよび生物統計学の教授スティーブンザルツバーグ博士およびレイチェルシャーマン博士この単一の参照ゲノムがヒトの遺伝学の多様性を捉えていないことを主張してください。彼らは、いくつかの集団は異なると付け加えます。 過度に この参照ゲノムから。彼らの主張をするために、彼らは20の異なる国からの910人の個人のゲノム、全アフリカ系の子孫を参照します。
これらの個人のDNAの中で、チームは私たちの「参照」ゲノムには存在しない3億個の共通DNAを見つけました。これほど多くの資料を無視すると、必然的に特定の集団の健康と歴史に関する重要な洞察を見逃してしまいます。彼らもまた人間です、それで彼らは「人間の」参照ゲノムに代表されるべきではありませんか？
「これらの領域は、それらの領域を含む参照ゲノムが得られるまで、遺伝学界には本質的に見えません」とSalzbergは言います。 逆です。
参照ゲノムの問題
何年にもわたり、私たちはリファレンスゲノムを継続的にワークショップしてきました。しかし最近の分析では、 70パーセント その材料のうちの1つは、RPCI-11としか呼ばれない単一のアフリカ系アメリカ人の個人から集められました、とザルツブルクは説明します。
つまり、科学者が世界中の多様な集団間の違いを識別するために遺伝分析を実行する場合、ほとんどの場合、それらのゲノムと1人の人間の遺伝物質とを比較します。これにより、この参考文献とは異なる可能性のある資料を無視することがよくあります、とShermanは言います。彼女はそれらを「足りないもの」と呼んでいます。
「整列すると、参照ゲノムのものと一致させるには違いすぎるため、整列しない部分があります」とShermanは言います。 「それから、関連性がない、または実際に見る価値がないと並んでいないものはすべて無視します。参照ゲノムと最も異なるため、これらが実際に最も興味深いものである場合があります。」
この研究では、ShermanとSalzbergはこの「異なる」材料（長さ約1,000塩基対）を大量に集め、それらが単なる偶然のシークエンシングエラーの列を表しているのかどうかを判断しようとしました。
チームは、この「新しい」DNAは、2回目のパスを保証するのに十分高い品質であると結論付けました。
結果は何ですか？
これまでのところ、Sherman氏によると、参照ゲノムには含まれていないDNAを無視することによって、欠けているものを実際には知りません。しかし、見ればそこに何が見つかるか知っている人はいますか？
Salzbergは、各細胞に通常の23個の染色体の代わりに24個の余分な染色体がある架空の集団を想像してみてください。この集団からのその余分な染色体の何も参照ゲノムと並ぶことはありません。たぶん、彼女は、その隠れた染色体のどこかで、架空の人々が特定の病気を発症する傾向がある理由であり、そして他の国々ではそうではない理由です。しかし、私たちはそれを比較するための正しい参照を持っていないので、私たちはそれがそこにあることを決して知りません。
広告を掲載したHuman Genome Project（Buffalo News、1997年3月23日）、h / t Pieter de Jongへの寄付者を招いた元の広告。pic.twitter.com/gNB7mMv3Yu
- Jay Shendure（@JShendure）2017年10月28日
「その染色体に問題を引き起こすような突然変異が時々あったとしても、あなたはそれらを研究することができないでしょう」とSalzbergは言います。 「この参照ゲノムだけに頼っていたら、決してそれらを観察することはできません」
明確にしておきましょう。この調査は、いくつかの未発見の染色体の証拠を提供するものではありません。しかし、私たちの全種のDNAに関するすべての分析の基礎として、RPCI-11と呼ばれる人からの単一の参照ゲノムを使用する場合、私たちはおそらく多くを見逃していることを示唆しています。
どうすれば修正できますか？
単一の普遍的な参照ゲノムのために努力する代わりに、チームは主張します、我々は持っているべきです 束 参照ゲノム - おそらく関心のある各集団に1つ。
「私たちがこの調査結果でここで提唱しているのは、本当に各人口の参照ゲノムを構築する必要があるということです」とShermanは言います。 「この母集団の参照からこれだけ多くのDNAが抜けている場合は、モデルを変更する必要があります。」
一部の国では、少なくとも独自の参照ゲノムを作成することを試みることを自分自身で行っています。例えばデンマークは、真の「デンマーク語」参照ゲノムを作ろうとして150デンマーク人からの遺伝物質を編集しています。 2016年の論文 自然 その論文も一人の人間に対して実施された研究のみを記載しているが、韓国人のための参考文献を集める試みを説明している。しかし、1,000ゲノムプロジェクトのような他のプロジェクトも、このプロセスを始めようとしていますが、現在のバージョンと同じくらい洗練された、GRCh38と呼ばれる参照資料を作成するのは大変な作業です。
「参照ゲノムを作成するためには、単に他の人から別の人を選んで順番に並べるだけでは不十分です」と彼は付け加えます。 「もう少しやらなければならない」
研究者が我々がより多くの参照ゲノムを必要とすることを知らないというわけではありません。ザルツベルグは、今ではそれらがもっと多くなるだろうこと、そしてそれらが少なくとも標準的な参照ゲノムとして広く採用されることを望んでいる。この論文は、これらの試みのどれもがGRCh38と同じ地位と強さを達成していないことを嘆いています - それはデンマークのプロジェクトの目標です。
今後、ShermanとSalzbergは、このプロジェクトを開始するために自分自身でこのプロジェクトを開始することにしています。それらは1〜2年以内にリリースすることを望んでいるいくつかの追加の参照ゲノムを構築します。彼らは、たとえ「違い」が異なっていても、人々が自分の遺伝物質からできるだけ多くの洞察を得るのを助けるために、参照ゲノムのライブラリーを作り始めようとしています。
「我々が本当に必要としているのは、何百もの参照ゲノムです」と彼は付け加えます。 「それはいつの日か起こるだろう」